Kraftstoffbetriebene künstliche Muskeln beziehen sich auf einen Fortschritt in Robotik und Technik von Forschern der University of Texas am Dallas NanoTech Institute und der Pusan National University in Korea. Die Bemühungen wurden von Dr. Ray Baughman mit Hilfe von DARPA geleitet. Die Entwicklung der kraftstoffbetriebenen künstlichen Muskeln wurde am 16. März 2006 angekündigt, und am nächsten Tag wurde das von Experten begutachtete Papier zur Beschreibung der Technologie in der renommierten Zeitschrift Science veröffentlicht.
Die kraftstoffbetriebenen künstlichen Muskeln sollen auf Nanotechnologie basieren, da sie Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Elektroden verwenden, um chemische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, und Nanopartikel-Katalysatoren verwenden. Der erste Versuch mit Nanotechnologie-basierten kraftstoffbetriebenen künstlichen Muskeln war ein „auslegerbasierter Nanoröhren-Brennstoffzellen-Muskel“. Der Auslegerteil enthielt einen Streifen von Nanoröhren, die mit dem ionischen Polymer Nafion und platinbeschichtetem Kohlenstoff bedeckt waren.
Der Ausleger betätigte nicht nur den Muskel, sondern wurde in elektrolytische Schwefelsäure getaucht und diente als Kathode der Brennstoffzelle, die ihn mit Strom versorgte. Eine weitere Elektrode trennte den Elektrolyten vom Wasserstoff-Brennstoff. Die aktivierte Brennstoffzelle führte zur Injektion von Elektronenlöchern durch den Ausleger, die ihn durch Quanten- und elektrostatische Effekte zusammenzogen. Der resultierende kraftstoffbetriebene künstliche Muskel war relativ schwach, aber aus experimenteller Sicht interessant.
Der nächste Versuch würde zu dem kraftstoffbetriebenen künstlichen Muskel führen, der das Team weltweit bekannt machen würde. Der neue Muskel enthielt einen Speicherdraht, der mit Nanopartikeln eines Platinkatalysators beschichtet war, und erreichte eine Aktivierung durch die Erzeugung eines konstanten Kurzschlusses, der dazu führte, dass er sich erwärmte und sich verformte. Der resultierende kraftstoffbetriebene künstliche Muskel könnte mit Methanoldampf, Wasserstoff oder Ameisensäuredampf betrieben werden und kontrahiert mit der 500-fachen Stresserzeugungsfähigkeit des menschlichen Muskels. Da es sich nur um 5% oder etwa viermal weniger als der menschliche Muskel zusammenziehen konnte, wurde ihm eine etwa 100-fache menschliche Muskelkapazität nachgesagt.
Ein Roboter, der aus diesem kraftstoffbetriebenen künstlichen Muskel gebaut wurde, könnte schwere elektrische Batterien zugunsten chemischer Kraftstoffe werfen, die eine überlegene Energie pro Gewichtseinheit enthalten. Das Team ging sogar so weit, die Integration zukünftiger Varianten in menschliche Probanden vorzuschlagen und ließ Platinkatalysatoren für Enzyme fallen, die Energiequellen im menschlichen Blutkreislauf nutzen können. Dies könnte zu Cyborgs führen, die 100-mal stärker sind als herkömmliche Menschen.